CA6140车床输出轴工艺工装设计及10Ф20-0.019钻夹具设计
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ca6140
车床
输出
工艺
工装
设计
10
20
夹具
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CA6140车床输出轴工艺工装设计及10Ф20-0.019钻夹具设计,ca6140,车床,输出,工艺,工装,设计,10,20,夹具
- 内容简介：
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1 无锡职业技术学院 机械加工工艺卡片 产品型号 零 (部 )件图号 共 2 页 产品名称 输出轴 零 (部 )件名称 输出轴 第 1 页 材料牌号 45 毛坯种类 锻件 毛坯外形尺寸 244 176 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工 序 装 夹 工步 工序内容 同时加工 零件数 切削用量 设备名称及编号 工艺装备名称及编号 技 术 等 级 工时定额 背吃刀量(mm) 切削 速度 m/min 每分钟转数 进给量(mm) 夹具 刀具 量具 单件 准终 10 01 锻造毛坯 1 20 01 热处理 1 30 1 01 铣两端面 ,并打中心孔 1 125 73.4 0.81 2 CA6140 三爪卡盘 45 车刀、中心钻 游标卡尺 40 1 01 粗车 A、 B、 C 各台阶面 1 320 70.34 0.71 2 CA6140 三爪卡盘 90 车刀 游标卡尺 50 1 01 调质 220 240HBS 1 60 1 01 修研两端中心孔 1 台虎钳 锉刀 70 1 01 大端面钻 50mm 孔 1 210 19.8 0.35 1 CA6140 三爪卡盘 麻花钻、镗孔刀 80 1 02 粗镗 80mm、 104mm 的孔 1 200 46.5 0.35 1 CA6140 三爪卡盘 镗孔刀 90 1 01 精镗 80mm 孔，孔口倒角 145 1 160 40.2 0.4 0.1 CA6140 三爪卡盘 镗孔刀 100 1 01 精车 A、 B、 C 各台阶面，倒角 1 45 1 500 119.48 0.15 0.1 CA6140 三爪卡盘 90车刀、 45车刀 编制 (日期 ) 审核 (日期 ) 会签 (日期 ) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 nts 2 无锡职业技术学院 机械加工工艺卡片 产品型号 零 (部 )件图号 共 2 页 产品名称 输出轴 零 (部 )件名称 输出轴 第 2 页 材料牌号 45 毛坯种类 锻件 毛坯外形尺寸 244 176 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工 序 装 夹 工步 工序内容 同时加工 零件数 切削用量 设备名称及编号 工艺装备名称及编号 技 术 等 级 工时定额 背吃刀量(mm) 切削 速度 m/min 每分钟转数 进给量(mm) 夹具 刀具 量具 单件 准终 110 1 01 钻扩铰 10- 20mm 孔，孔口倒角1 45 1 580 36.4 0.3 0.5 Z525 专用夹具 麻花钻、扩孔 钻、铰刀 游标卡尺、千分尺 120 1 01 钻 2- 8mm 孔 1 409 23.1 0.2 0.5 Z525 专用夹具 麻花钻 游标卡尺 130 1 01 划键槽加工线 140 1 01 粗 铣键槽 ， 精铣键槽 1 945 89 0.3 2 X5032 台虎钳 键铣刀 游标卡尺 150 1 去除全部毛刺 1 160 1 按零件图样要求全面检查 1 编制 (日期 ) 审核 (日期 ) 会签 (日期 ) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 nts 3 nts 无锡职业技术学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 输出轴 零件名称 输出轴 共 2 页 第 1 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 金加工 110 钻削 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 锻件 244 176 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 Z525 2 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工步内容 工步设 备 主轴转速 (r/min) 切削速度(mm/min) 进给量（ mm/r） 背吃刀量 （ mm） 进给次 数 机动 辅助 1 钻 20 的孔 Z5150 409 23.1 0.2 1 1 描 图 2 扩 20 的孔 Z5150 409 23.1 0.2 0.5 1 3 铰 20 的孔 Z5150 580 36.4 0.3 0.1 1 4 孔口倒角 1 45 描 校 底图号 设计 日期 审核 日期 标准化日期 会签 日期 装订号 标记 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 处数 nts 无锡职业技术学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 输出轴 零件名称 输出轴 共 2 页 第 2 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 金加工 120 钻削 45 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 锻件 244 176 1 1 设备名称 设备型号 设备 编号 同时加工件数 钻床 Z525 2 1 夹具编号 夹具名称 切削液 2 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工步内容 工步设 备 主轴转速 (r/min) 切削速度(mm/min) 进给量（ mm/r） 背吃刀量 （ mm） 进给次 数 机动 辅助 1 钻 2- 8mm 孔 Z5150 409 23.1 0.2 0.5 1 描 图 描 校 底图号 设计 日 期 审核 日期 标准化日期 会签 日期 装订号 标记 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 处数 nts nts 1 无锡职业技术学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 输出轴 零件名称 输出轴 共 2 页 第 1 页 材料牌号 45 毛坯种类 锻件 毛坯外形尺寸 244 176 每毛坯可制作数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 /min 10 备料 锻造毛坯 锻造车间 准终 单件 20 热处理 正火（消除内应力） 30 铣削 铣两端面 ,并打中心孔 金加工 CA6140 三抓卡盘、中心钻 40 车削 粗车 A、 B、 C 各台阶面 金加工 CA6140 90车刀 50 热处理 调质 220 240HBS 描图 60 钳工 修研两端中心孔 台虎钳 锉刀 描校 70 钻削 大端面钻 50mm 孔 金加工 CA6140 麻花钻 底图号 80 镗削 粗镗 80mm、 104mm 的孔 金加工 CA6140 镗孔刀 装订号 90 镗削 精镗 80mm 孔，孔口倒角 1 45 金加工 CA6140 镗孔刀 会签 (日期 ) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 nts 2 无锡职业技术学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 输出轴 零件名称 输出轴 共 2 页 第 2 页 材料牌号 45 毛坯种类 锻件 毛坯外形尺寸 244 176 每毛坯可制作数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 /min 100 车削 精车 A、 B、 C 各台阶面，倒角 1 45 金加工 CA6140 90车刀、 45车刀 准终 单件 110 钻削 钻扩铰 10- 20mm 孔，孔口倒角 1 45 金加工 Z525 麻花钻、扩孔钻、铰刀 120 钻削 钻 2- 8mm 孔 金加工 Z525 麻花钻 130 钳工 划键槽加工线 台虎钳 140 铣削 粗 铣键槽 ,精铣键槽 金加工 X5032 键铣刀 描图 150 去毛刺 去除全部毛刺 描校 160 终检 按零件图样要求全面检查 底图号 装订号 会签 (日期 ) 标记 处数 更改文件号 签字 日期 nts 3 nts - 1 - 机 械 技 术 学 院 毕 业 设 计 论 文 CA6140 车床输出轴工艺工装设计及10* 20-0.019钻夹具设计 学生姓名： 周宝明 指导教师姓名： 芦敏 指导教师姓名： 李志伟 所在班级 机制 11033 所在专业 机械制造与自动化 论文提交日期 2013 年 4 月 19日 论文答辩日期 2013 年 4 月 22日 答辩委 员会主任 主答辩人 周宝明 机 械 技 术 系 2013 年 4 月 15 日 nts - 2 - 无锡职业技术学院 毕业设计任务书 课题名称 CA6140车床输出轴工艺工装设计及 10* 20-0.019钻夹具设计 指导教师 李志伟 职 称 副教授 指导教师 芦 敏 职 称 讲 师 专业名称 机械制造与自动化 班 级 机制 11033 学生姓名 周宝明 学 号 43 课题需要完成的任务： 1明确课程建设任务； 2完成相应的建设任务 ; 3. 编写说明书 (不少于 25页 )。 课题计划： 1. 2 月 25 日 3 月 1日（第一周）：布置课题，收集相关资料； 2 3 月 4 日 4 月 5 日（第二 第六周）：完成建设任务； 3 4 月 8 日 4 月 12 日（第七周）：编写说明书； 6. 4 月 15日 4 月 19日（第八周） ：毕业答辩。 计划答辩时间： 2013 年 4 月 15 日 2013 年 4 月 19 日 机 械 系（部、分院） 2012 年 12 月 20 日 nts - 3 - 摘 要 这次设计的是 CA6140 车床输出轴 10* 20的孔，包括被加工工件的零件图、工件的毛坯图、夹具装配图、夹具体图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。输出轴作为动力装置的主要零件，工艺工装的设计与改良直接影响着其质量与性能。 本文首先介绍了输出轴的作用和工艺分析 .然后，根据零件的性质和零件图上各端 面的粗糙度确定毛坯的尺寸和械加工余量。最后拟定钻孔的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。 本次课程设计主要是应用机械制造技术，是一次深入的综合性的总复习。通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础。 nts - 4 - 目录 1 零件的工艺分析及生产类型的确定 . 6 1.1零件的用途 . 6 1.2零件的工艺性 . 6 1.2.1 分析、审查产品的零件图和装配图 . 6 1.2.2 零件的结构工艺性分析 . 6 1.3确定零件的生产类型 . 7 2 确定毛坯、绘制毛坯简图 . 8 2.1选择毛坯 . 8 2.2确定毛坯的机械加工余量和尺寸公差 . 9 2.2.1 毛坯的机械加工余量 . 9 2.2.2 毛坯的尺寸公差 . 9 2.2.3 加工余量、工序尺寸和工差的确定 . 10 2.2.3 绘制零件毛坯简图 . 11 3 拟定零件的工艺路线 . 12 3.1定位基准的选择 . 12 3.1.1 精基准的选择 . 13 3.1.2 粗基准的选 择 . 13 3.2 表面加工方法的确定 . 13 3.3工序的安排 . 14 3.3.1 加工阶段的划分 . 14 3.3.2 基面先行原则 . 14 3.3.3 先粗后精 . 15 3.3.4 先面后孔 . 15 3.4工序顺序的安排 . 16 3.4.1 机械加工工序 . 16 3.4.2 热处理工序 . 16 3.5确定工艺路线 . 16 3.6 选择加工设备及刀、夹、量具 . 17 4 零件加工设计 . 19 nts - 5 - 5 夹具设计 . 34 6 设计心得 . 37 7 参考文献 . 38 8 致谢 . 39 nts - 6 - 1 零件的工艺分析及生产类型的确定 1.1 零件的用途 题目所给定的零件为输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。 图 1-1 所示为输出轴的零件图。结合图分析可得， 80mm 孔与动力源（电动机主轴等）配合起定心作用，用 10- 20mm 销将动力传至该轴，再由 55mm处通过键将动力输出， A、 B是两段支轴颈。 图 1-1 输出轴零件图 1.2 零件的工艺性 1.2.1 分析、审查产品的零件图和装配图 制定工艺规程时，首先应分析零件图及该零件所在部件的 装配图。了解该零件在部件中的作用及零件的技术要求，找出其主要的技术关键，以便在拟定工艺规程时采取适当的措施加以保证。 1.2.2 零件的结构工艺性分析 所谓零件的结构工艺性是指设计的零件在满足使用要求的前提下，其制造的可行性和经济性。 从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单，其主要加nts - 7 - 工的面有 55、 60、 65、 75、 176 的外圆柱面， 50、 80、 104 的内圆柱表面， 10 个 20 的通孔， 2个 8的斜孔。 图中所给的尺寸精度高，大部分是 IT6 级；粗糙度方面表现在键槽两侧面、 80 内圆柱表面为 Ra3.2um, 55 外圆柱面、大端端面为 Ra1.6um, 60、 75 外圆柱面为 Ra0.8um，其余为 Ra6.3um，要求不高；位置要求较严格，表现在 55 的左端面、 80 内孔圆柱面对 75、 60 外圆轴线的跳动量为 0.04mm, 25 孔的轴线对 80 内孔轴线的位置度为 0.05mm,键槽对 55 外圆轴线的对称度为0.08mm；热处理方面需要调质处理，到 200HBW，保持均匀。 通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整 表达物体的形状和大小，符合要求。 1.3 确定零件的生产类型 题目给出，该输出轴材料为 45 钢。根据公式质量公式，可计算输出轴重量为 15.7kg，查表可知，输出轴属于重型零件，则该零件的生产类型为中批量生产。 nts - 8 - 2 确定毛坯、绘制毛坯简图 2.1 选择毛坯 毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度，精度，金相组织等）对机械加工的难易、工序数量的多少有直接影响。因此，合理选择毛坯在生产占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。在毛坯选择时，应充分注意到采用新工艺、新技术、新材料的可能性，以降低成本、提高质量和生产率。 毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的种类包括：铸件、锻件、型材、冲压件、冷或热压制件、焊接件等。根据零件的材料，推荐用型材或锻件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。材料为 45钢，锻造时应安排人工调质处 理 200HBS。 2.2 确定毛坯的机械加工余量和尺寸公差 2.2.1 毛坯的机械加工余量 由表 2-1至表 2-5可知，可确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量。 该锻件的尺寸公差等级为 IT7-13 级。加工精度要求高的地方，例如：粗， h10,IT9-IT10 (6.3-3.2)；精， h8 IT7-IT8, (1.6-0.8)。 根据该零件的各加工精度要求，经过查表得锻造的毛坯尺寸为各加工表面都留有加工余量 4mm，因此为圆柱所以保留加工余量为8mm。 nts - 9 - 表 2-1 加工余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 80+0.042/+0.012 75 mm G 5 mm 65+0.023/+0.003 65 mm G 5 mm 60+0.065/+0.045 60 mm G 10 mm 55+0.023/+0.003 55 mm G 15 mm 197 197 mm H 3 mm 锻件直接锻造出此大概形状，用查表法确定各个加工的总余量如上图所示。 2.2.2 毛坯的尺寸公差 锻件主要尺寸的公差如下表所示： 表 2-2 主要毛坯尺寸及公差（ mm） 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 CT 锻件的长度尺寸 127 3 130 4 锻件的长度尺寸 30 3 33 3.6 锻件的宽度尺寸 176 各阶梯圆柱尺寸 55 15 70 3.2 60 10 70 3.2 65 5 70 3.2 75 5 80 3.2 nts - 10 - 2.2.3 加工余量、工序尺寸和工差的确定 根据各资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标 注，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸总结如下： 1）外圆柱面 55（毛坯 17.1 70） 工序名称 工序余量 工序公差 工 序 尺寸公差 表面粗糙度 精车 1.0 IT6 55 1.6 半精车 1.1 IT10 56 3.2 粗车 15 IT12 57.9 6.3 2）外圆柱面 60（毛坯 12.1 70） 工序名称 工序余量 工序公差 工序尺 寸公差 表面粗糙度 精车 1.0 IT6 60 1.6 半精车 1.1 IT10 61 3.2 粗车 10 IT12 62.9 6.3 3）外圆柱面 65（毛坯 7.5 70） 工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精车 1.0 IT6 65 1.6 半精车 1.1 IT10 66 3.2 粗车 5 IT12 67.9 6.3 4)外圆柱面 75(毛坯 7.5 80) nts - 11 - 工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精车 1.0 IT6 75 1.6 半精车 1.1 IT10 76 3.2 粗车 5 IT12 77.9 6.3 5)加工通孔 20 工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 铰 10 IT7 20 1.6 扩 9.9 IT9 19.8 3.2 钻 9 IT12 18 6.3 6)加工键槽 工序名称 工序余量 工序公差 工序尺寸公差 表面粗糙度 精铣 IT9 16 1.6 粗铣 IT12 12 3.2 2.2.3绘制零件毛坯简图 nts - 12 - 图 2-1 零件毛坯图 3 拟定零件的工艺路线 3.1 定位基准的选择 3.1.1 精基准的选择 选择精基准的出发点是保证加工精度，特别是加工表面的相互位置精度，以及安装的方便可靠。其选择的原则如下： 1、基准重合原则； 2、基准统一原则； 3、自为基准原则； 4、互为基准原则； 5、所选精基准 应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用。 精基准的选择：加工输出轴，通过了解零件结构特点和加工精度要求，可以初步选定车各阶梯圆柱面时分别以不加工面为基准。选定A 面面积较大，定位比较稳定，夹紧方案比较简单，可靠，操作方便，使用夹具即可。利用钻顶尖孔可以对精加工面进行自由度的限制确保加工达到要求精度。 nts - 13 - 3.1.2 粗基准的选择 粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的重要孔的毛坯孔和轴面作粗基准： 1、在保证各加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀； 2保证定位准确、夹紧可靠。 3.2 表面加工方法的确定 市场经济的前提下，一切都是为能创造出更多的财富和提高劳动率为目的，同样的加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，译稿工件的加工效率和经济性，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和工人的经验来确定。由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件 来确定最佳的加工方案。 根据输出轴零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如下表所示： 表 3-1 加工方案 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度 RA/UM 加工方案 55 外圆柱表面 IT6 1.6 粗车 -半精车 -精车 60 外圆柱面 IT6 0.8 粗车 -半精车 -精车 60 外圆柱面 IT6 1.6 粗车 -半精车 -精车 75 外圆柱面 IT6 0.8 粗车 -半精车 -精车 50 内圆柱面 自由公差 6.3 粗铣 80 孔 IT7 3.2 钻孔 -车孔 -铰孔 104 孔 自由公差 6.3 钻孔 -车孔 20 通孔 IT7 3.2 钻孔 -铰孔 8 斜孔 IT7 3.2 钻孔 左端 面 自由公差 6.3 粗车 右端面 IT6 1.6 粗车 -精车 键槽 IT9 3.2 粗铣 -精铣 倒角 自由公差 6.3 nts - 14 - 3.3 工序的安排 3.3.1 加工阶段的划分 当零件的加工质量要求较高时 ,往往不可能用一道工序来满足要求 ,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力 ,零件的加工过程通常按工序性质不同 ,可以分为粗加工 ,半精加工 ,精加工三个阶段。 粗 加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精基准 。 半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备 。 精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。 3.3.2 基面先行原则 该零件进行加工时，要将端面先加工，再 以左端面、外圆柱面为基准来加工，因为左端面和 55 外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才能使定位基准更准确，从而保证各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出来。 nts - 15 - 3.3.3 先粗后精 即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗车后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精车，以此为精车做准备。 3.3.4 先面后孔 对该零件应该先加工平面，后加工孔，这样安排加工 顺序，一方面是利用加工过的平面定位，稳定可靠，另一方面是在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，所以对于 CA6140 车床输出轴来讲先加工 75 外圆柱面，做为定位基准再来加工其余各孔。 3.4 工序顺序的安排 3.4.1 机械加工工序 工序集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利用采用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少， 最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。 综上所述：考虑到工件是中批量生产的情况，采用工序分散 。 辅助工序的安排：辅助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除锈，退磁，检验等。 3.4.2 热处理工序 热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加工性能，热处理主要分预备热处理，最终热处理和内应力处理等，nts - 16 - 本零件 CA6140 车床输出轴材料为 45 钢，在加工过程中预备热是消除零件的内应力，在毛坯锻造之后。最终热处理在 半精车之后精车之前，按规范在 840 温度中保持 30 分钟释放应力 。 3.5 确定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了输出轴的工艺路线。 表 3-2 输出轴的工艺路线 工序号 工序名称 工 序 内 容 1 锻造 锻造毛坯 2 热处理 正火 （消除内应力） 3 铣削 铣两端面 ,并打中心孔 4 车削 粗车外轮廓 5 热处理 调质 220 240HBS 6 钳工 修研两端中心孔 7 钻削 大端面钻 50mm孔 8 钻削 大端面打中心孔 9 镗削 粗镗 80mm、 104mm的孔 10 车削 精车 A、 B、 C各台阶面，倒角 1 45 11 镗削 精镗 80mm孔，孔口倒角 1 45 12 扩孔 钻扩铰 10- 20mm孔，孔口倒角 1 45 13 钻削 钻 2- 8mm孔 14 钳工 划键槽加工线 15 铣削 铣键槽 16 钳工 钳去毛刺 17 去毛刺 去除全部毛刺 18 终检 按零件图样要求全面检查 nts - 17 - 3.6 选择加工设备及刀、夹、量具 由于生产类型大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生 产方式为以通用机床及专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床的的装卸及各机床间的传送均由工人完成。 车各外圆时，多是用车床完成，夹紧方案为专用车夹具及三爪卡盘定位。铣键槽也可以用车床完成。只有钻孔 10- 20-0.019/-0.042 和孔 2- 8 时要求工人自己设计夹具在钻床上完成，量具选用游标卡尺即可。 工序 12钻孔 10- 20-0.019/-0.042，孔倒角为 1*45度 要分钻，扩，铰三道工序才能达到 20-0.019/-0.042 的要求所以选用角铢式钻床夹具。选用锥柄麻花钻，锥 柄扩孔复合钻，扩孔是倒角。选用锥柄机用铰刀，专用夹具。快换夹头，游标卡尺。 工序 13 钻孔 2- 8 选用人工设计夹具锥柄麻花钻一次性加工完毕。 由于刀具材料的切削性能直接影响着生产率，工件的加工精度，已加工表面质量，刀具的磨损和加工成本，所以正确的选择刀具材料是数控加工工艺的一个重要部分，刀具应具有高刚度，足够的强度和韧度，高耐磨性，良好的导热性，良好的工艺性和经济性，抗粘接性，化学稳定性。由于零件 CA6140 车床输出轴材料为 45 钢，推荐用硬质合金中的 YT15 类刀具，因为加工该类零件时摩擦严重 ,切削温度高 ,而 YT 类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性 ,尤其具有高的耐热性 ,在高速切削钢料时刀具磨损小寿命长 ,所以加工 45 钢这种材料时采用硬质合金的刀具。 、粗车外圆柱面：刀具号为 T0101， 90可转位车刀，圆弧半径为 1，刀片型号为 VCUM160408R-A4，刀具型号为 PVJCR2525-16Q 、半精车，精车外圆柱面：刀具号为 T0202， 75可转位车刀，圆弧半径为 1，刀片型号为 WNUM080304EL-A2，刀具型号为PCRC2020-16Q 钻头：高速钢刀具 刀具号为 T0303，直径为 30;刀具号T0404，直径为 18 nts - 18 - 扩孔钻：刀具号为 T0505，直径为 19.8;铰刀：刀具号为 T0606，直径为 20 内孔车刀：刀具号为 T0707， 93 内孔车刀，圆弧半径为 1，刀片型号为 TBUM080404R-04，刀具型号为 PSUBR3215-16Q 镗刀 刀具号为 T0808，刀杆长度为 200.B H 16 25 粗铣键槽 刀具号为 T0909，精铣键槽 刀具号为 T1010， 综上可做一刀具表如下： 加工表面 刀具号 刀具名称 刀具参数 刀片型号 刀具型号 粗车外圆柱面 T0101 可转位车刀 90 r=1 VCUM160408R-A4 PVJCR2525-16Q 半精，精车外圆柱面 T0202 可转位车刀 75 r=1 WNUM080304EL-A2 PCRC2020-16Q 钻 30 的孔 T0303 钻头 30 钻 18 T0404 钻头 18 扩 19.8 T0505 扩孔钻 19.8 铰 20 T0606 内孔车刀 93 r=1 BUM080404R-04 PSUBR3215-16Q 镗 50 的盲孔 T0808 镗刀 200.B H 16 25 粗铣键 槽 T0909 铣刀 15.4 精铣键槽 T1010 铣刀 16 nts - 19 - 4 零件加工设计 表 4-1 粗车外圆进给量查表结果 粗车外圆 Ap(mm) F(mm/r) V(mm/r) 75 5 0.5 38 65 5 0.5 38 60 5 0.5 38 55 3 0.4 44 半精车外圆 75 3 0.7 31 65 3 0.7 31 60 3 0.7 31 55 3 0.7 31 精车外圆 75 3 0.4 44 65 3 0.4 44 60 3 0.4 44 55 3 0.4 44 以上 f 为进给量 ap 为深度 v 是速度 粗车：查机械加工工艺设计手册 P433 得知： f=0.8 1.2mm/r 取f=0.81mm/r ap=2.5mm 查金属切削手册知 Vc=70 90 m/min取 Vc=80 m/min 则 n=1000Vc/ d =195.85r/min 由 CA6140说明书取 n=125r/min 故实际切削速度： Vc=n d/1000=200 3.14 187/1000=73.4m/min 校 核 功 率 ： Pc=Kc ap Vcf/60000=2305 2.5 0.81 73.4/60000=5.4Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 Pn Pc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc=73.4 m/min，n=125r/min， f=0.81mm/r 加工外圆柱面 55 粗车： 确定进给量 f：查金属机械加工工艺人员手册增订组nts - 20 - 编 上海科学出版社表 10-8知 f=0.6 0.9mm/r 结合 CA6140说明书取 f=0.71 mm/r ap=2.5mm 查 金属切削手册知 Vc=70 90 m/min取 Vc=75 m/min 则 n=1000Vc/ d =341.22r/min 由 CA6140 说明书取n=320r/min 故 实 际 切 削 速 度 Vc=n d/1000=320 3.14 70/1000=70.34m/min 功率 Pc=Kc ap Vc 0.71/60000=2305 2.5 70.34 0.66/60 1000=4.4Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 Pn Pc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc= 70.34m/min， n=320r/min f=0.71mm/r 半精车：查机械加工工艺设计手册 P433 得知： f=0.250.35mm/r 取 f=0.30 mm/r ap=0.9mm 取 Vc=120m/min 故 n=1000Vc/ d=660.04r/min 圆整得 n=660 r/min 功率 Pc=Kc ap Vc f /60000=2305 0.3 120/60000=1.24Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.75，机床功率 Pn Pc， 所以 机 床功 率 足够 ， 实际 取 值为 Vc=120m/min，n=660r/min f=0.3mm/r 精车：查机械 制造工艺与机床夹具课程设计表 2-20 知： Vc=150 160 m/min 取 Vc=160m/min f=0.18mm/r ap=0.55mm 则 n=1000Vc/ d =908.29r/min 圆整得 n=910 r/min 功率Pc=Kc ap Vc f /60000=2305 0.55 0.18 160/60000=0.6Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为nts - 21 - 0.75，机床功率 Pn Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=160m/min， n=910r/min f=0.18mm/r 加工外圆柱面 60 粗车： d=70 确定进给量 f：查金属机械加工工艺人员手册增订组编 上海科学出版社表 10-8 知 f=0.6 0.9mm/r 取f=0.71 查金属切削手册知 Vc=70 90 m/min 取 Vc=75 m/min 则 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由 CA6140 说明书取n=320r/min 故实际切削速度 Vc=n d/1000=320 3.1470/1000=70.34m/min 取 ap=2.5mm 校核功率 Pc=Kc ap Vc f/60000=2305 2.5 70.340.71/60000=4.8 Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 Pn Pc，所以机床功率足够，实际取值为Vc=70.34m/min， n=400r/min f=0.71mm/r 半精车：查机械加工工艺设计手册 P433 得知： f=0.40.5mm/r 取 f=0.45 ap=0.9mm 再查外圆切削数据表知：Vc=1.667 2.17m/s 取 Vc=1.8m/s 则 n=1000Vc/ d=546.8r/min 圆整得 n=550 r/min 则 Vc=n d/1000=5103.14 62.9/1000 =100.7 m/min 功率 Pc=Kc ap Vcf/60000=2305 0.9 0.45 100.7/60000=1.57Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 Pn Pc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc= 100.7m/min ，n=510r/min ， f=0.45mm/r nts - 22 - 精车：查机械加工工艺设计手册表 9-16 知： f=0.130.18mm/r 取 f=0.15 mm/r 再查外圆切削数据表知： Vc1.67m/s 取 Vc=120 m/min 则n=1000Vc/ d=1000 120/3.14 61.1=625.5 r/min 圆整得n=630 r/min 取 ap=0.55mm 故实际切削速度： Vc=n d/1000=630 3.14 61.1/1000=120.87m/min 校核功率 Pc=Kc ap Vc f /60000=2305 0.55 120.87 0.15/60000=0.38Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 Pn Pc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc= 120.87m/min， n=630r/min f=0.15mm/r 加工外圆柱面 65 粗车： 确定进给量 f：查金属机械加工工艺人员手册增订组编 上海科学出版社表 10-8知 f=0.6 0.9mm/r取 f=0.71mm/r 查金属切削手册知 Vc=70 90 m/min 取 Vc=75 m/min 则 n=1000Vc/ d =341.2r/min 由 CA6140 说明书取 n=320r/min 故实际切削速度 Vc=n d/1000=70.34m/min 取 ap=2.5mm 功率 Pc=Kc ap Vc f/60000=2305 2.5 70.34 0.71/60000=4.8Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 Pn Pc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc=70.34m/min， n=320r/min， f=0.71mm/r 半精车：查机械加工工艺设计手册 P433 得知： f=0.4 0.5mm/r 取 f=0.45mm/r 再查外圆切削数据表知： Vc=1.667 2.17m/s 取Vc=1.8m/s 则 n=1000Vc/ d=506.55r/min 圆整得 n=510 r/min 取nts - 23 - ap=0.9mm Vc=n d/1000=510 3.14 67.9/1000=108.7m/min 功率 Pc=Kc ap Vc f/60000=2305 0.9 108.7 0.45/60000=1.7Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 Pn Pc，所以机 床功率足 够，实际 取值为 Vc=108.7m/min ， n=510r/min f=0.45mm/r 精车：查机械加工工艺设计手册表 9-16 知： f=0.130.18mm/r 取 f=0.18mm/r 再 查外圆切削数据表知： Vc1.67m/s 取Vc=120 m/min 则 n=1000Vc/ d=578.2 r/min 圆整得 n=580 r/min故 实 际 切 削 速 度 ： Vc=n d/1000=580 3.14 66.1/1000=120.38m/min ap=0.55mm 校核功率 Pc=Kc ap Vc f /60000=2305 0.55 0.18 120.38/60000 1000=0.46Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 Pn Pc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc= 120.38m/min， n=580r/min f=0.18mm/r 加工外圆柱面 75 粗车： 确定进给量 f：查金属机械加工工艺人员手册增订组编 上海科学出版社表 10-8知 f=0.6 0.9mm/r取 f=0.71mm/r 查金属切削手册知 Vc=70 90 m/min 取 Vc=75m/min 则 n=1000Vc/ d =298.56r/min 由 CA6140 说明书取 n=320r/min 故实际切削速度 Vc=n d/1000=80.384m/min 取 ap=2.5mm 校核功率： Pc=Kc ap Vc f/60000=2305 2.5 80.3840.71/60000=5.5Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 Pn Pc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc= 80.384m/min，nts - 24 - n=320r/min， f=0.71mm/r 半精车：查机械加工工艺设计手册 P433 得知： f=0.4 0.5mm/r 取 f=0.45mm/r 再查外圆切削数据表知： Vc=1.667 2.17m/s 取Vc=1.8m/s 则 n=1000Vc/ d=1000 108/3.14 77.9=441.5r/min 圆整得 n=450 r/min 取 ap=0.9mm Vc=n d/1000=450 3.14 77.9/1000=110m/min 校核 功率 Pc=Kc ap Vc f/60000=2305 0.9 110 0.45/60000=1.7Kw。由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 Pn Pc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc= 110m/min，n=450r/min f=0.45mm/r 精车：查机械加工工艺设计手册表 9-16 知： f=0.130.18mm/r 取 f=0.15mm/r 再查外圆切削数据表知： Vc1.67m/s 取Vc=120 m/min 则 n=1000Vc/ d =1000 120/76.1 3.14=502.2 r/min圆整得 n=500 r/min 故实际切削速度： Vc=n d/1000=500 3.1476.1/1000=119.48m/min ap=0.55mm 校核功率 Pc=Kc ap Vc f /60000=2305 0.55 119.48 0.15/60000=0.39 Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw， 效率为 0.8，机床功率 Pn Pc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc=119.48m/min， n=500r/min f=0.15mm/r 加工内圆柱面 80 钻孔：查简明加工工艺手册 P294 知： ap=d/2=15mm 取 f=0.35mm/r ； Vc=0.33 m/s 故 n=1000Vc/ d=1000 0.33 60/3.14 30=210.2 r/min 圆整得 n=210r/min 故实际切削速度： Vc=n nts - 25 - d/1000=210 3.14 30/1000=19.8m/min 校核功率 Pc=Kc ap Vc f /60000=2305 15 30.6/60 1000=3.99Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 Pn Pc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc= 19.8m/min， n=210r/min， f=0.35mm/r 车孔：查简明加工工艺手册 P297 知 f=0.35 0.40mm/r，Vc=0.833 1.666m/s 取 f=0.35 mm/r Vc=0.85m/s；故 n=1000Vc/ d=1000 0.85 60/3.14 74=219.5r/min 由 CA6140 说明书取n=200r/min 故 实 际 切 削 速 度 Vc=n d/1000=200 3.14 74/1000=46.5m/min 取 ap=3mm 校核功率 Pc=Kc ap Vc f /60000=2305 3 46.50.35/60000=1.9Kw 根据机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 Pn Pc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc= 46.5m/min，n=200r/min f=0.35mm/r 铰孔： f=0.3mm/r ap=1.5mm n=549r/min Vc=n d/1000=3.14 80/1000=138m/min 功率 Pc=Kc ap Vc 0.001/60=23051.5 138/60 1000=7.9Kw 根据机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.75，机床功率 Pn Pc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc= 138m/min， n=560r/min f=0.3mm/r 镗孔： 查金属机械加工工艺人员手册增订组编表 10-13 ap=3mm； S=0.30 0.50mm/r 取 S=0.3mm/r 取 Vc=0.65m/s 则n=1000Vc/d=1000 0.65 60/d=155r/min 由 CA6140 说明书取n=160/min 故实际切削速度 Vc=nd/1000=160 3.14 nts - 26 - 80/1000=40.2m/min 根据机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，功率 Pc=Kc ap Vc S/60000=2305 3 40.2 0.4/60000=1.85Kw 机床功率 Pn Pc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc= 40.2m/min，n=160r/min f=0.4mm/r 加工通孔 20 钻孔：钻 19.8的底孔： 查简明加工 工艺手册 P296 得： f=0.33 0.38mm/r， 取 f=0.36 mm/r； Vc=0.96 1.13m/s， 取 Vc =1m/s 故 n=1000Vc/ d=100060/3.14 19.8=965.1r/min 根据 X51机床说明书得： n=945r/min 故实际切削速度 Vc=n d/1000=945 3.14 19.8/1000=58.75m/min ，又取 ap=6 mm 校核功率： Pc=Kc ap Vc f/60000=2305 6 60.3 0.36/60000=5.0Kw 由于机床说 明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.8，机床功率 Pn Pc，所以机床功率足够，实际取值为 Vc= 23.1m/min，n=409r/min， f=0.2mm/r 铰孔： 查 简明加工工艺手册 表 11-20 知： f=0.30.65mm/r，取 f=0.3 mm/r ； Vc=0.833 0.383m/s ，取 Vc =0.60 m/s ；故 n=1000Vc/ d=1000 0.6 60/3.14 20=573.25 r/min 圆整得：n=580 r/min 故 实 际 切 削 速度 Vc=n d/1000=580 3.14 20/1000=36.4 m/min ap=0.1mm 校核功率： Pc=Kc ap Vc f /60000=2305 0.1 36.4 0.3/60000=0.04Kw 由于机床说明书查得 Pc=7.5 Kw，效率为 0.
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